西門子plc的安裝與維護

可編程控制器的安裝和維護

引言

可編程控制器（PLC）是一種新型的通用自動化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術、計算機技術和通訊技術融為一體，具有控制功能強，可靠性高，使用靈活方便，易于擴展等優(yōu)點而應用越來越廣泛。但在使用時由于工業(yè)生產現場的工作環(huán)境惡劣，干擾源眾多，如大功率用電設備的起動或停止引起電網電壓的波動形成低頻干擾，電焊機、電火花加工機床、電機的電刷等通過電磁耦合產生的工頻干擾等，都會影響PLC的正常工作。 
盡管PLC是專門在現場使用的控制裝置，在設計制造時已采取了很多措施，使它對工業(yè)環(huán)境比較適應，但是為了確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，還是應當盡量使PLC有良好的工作環(huán)境條件， 并采取必要的抗干擾措施。

2 PLC在安裝和維護時應注意的問題

2.1 PLC的安裝
PLC適用于大多數工業(yè)現場，但它對使用場合、環(huán)境溫度等還是有一定要求。控制PLC的工作環(huán)境，可以有效地提高它的工作效率和壽命。在安裝PLC時，要避開下列場所： 
（1）環(huán)境溫度超過0 ~ 50℃的范圍； 
（2）相對濕度超過85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）； 
（3）太陽光直接照射； 
（4）有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等； 
（5）有打量鐵屑及灰塵； 
（6）頻繁或連續(xù)的振動，振動頻率為10 ~ 55Hz、幅度為0.5mm（峰-峰）； 
（7）超過10g（重力加速度）的沖擊。 
小型可編程控制器外殼的4個角上，均有安裝孔。有兩種安裝方法，一是用螺釘固定，不同的單元有不同的安裝尺寸；另一種是DIN（德國共和標準）軌道固定。DIN軌道配套使用的安裝夾板，左右各一對。在軌道上，先裝好左右夾板，裝上PLC，然后擰緊螺釘。為了使控制系統(tǒng)工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內，安裝機器應有足夠的通風空間，基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔。如果周圍環(huán)境超過55C，要安裝電風扇，強迫通風。 
為了避免其他外圍設備的電干擾，可編程控制器應盡可能遠離高壓電源線和高壓設備，可編程控制器與高壓設備和電源線之間應留出至少200mm的距離。 
當可編程控制器垂直安裝時，要嚴防導線頭、鐵屑等從通風窗掉入可編程控制器內部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至*損壞。

2.2 電源接線
PLC供電電源為50Hz、220V±10%的交流電。 
FX系列可編程控制器有直流24V輸出接線端。該接線端可為輸入傳感（如光電開關或接近開關）提供直流24V電源。 
如果電源發(fā)生故障，中斷時間少于10ms，PLC工作不受影響。若電源中斷超過10ms或電源下降超過允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點均同時斷開。當電源恢復時，若RUN輸入接通，則操作自動進行。 
對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴重，可以安裝一個變比為1:1的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。

2.3 接地
良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線與機器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴展單元，其接地點應與基本單元的接地點接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應給可編程控制器接上地線，接地點應與動力設備（如電機）的接地點分開。若達不到這種要求，也必須做到與其他設備公共接地，禁止與其他設備串聯接地。接地點應盡可能靠近PLC。

2.4 直流24V接線端 
使用無源觸點的輸入器件時，PLC內部24V電源通過輸入器件向輸入端提供每點7mA的電流。 
PLC上的24V接線端子，還可以向外部傳感器（如接近開關或光電開關）提供電流。24V端子作傳感器電源時，COM端子是直流24V地端。如果采用擴展船員，則應將基本單元和擴展單元的24V端連接起來。另外，任何外部電源不能接到這個端子。 
如果發(fā)生過載現象，電壓將自動跌落，該點輸入對可編程控制器不起作用。 
每種型號的PLC的輸入點數量是有規(guī)定的。對每一個尚未使用的輸入點，它不耗電，因此在這種情況下，24V電源端子向外供電流的能力可以增加。 
FX系列PLC的空位端子，在任何情況下都不能使用。

2.5 輸入接線
PLC一般接受行程開關、限位開關等輸入的開關量信號。輸入接線端子是PLC與外部傳感器負載轉換信號的端口。輸入接線，一般指外部傳感器與輸入端口的接線。 
輸入器件可以是任何無源的觸點或集電極開路的NPN管。輸入器件接通時，輸入端接通，輸入線路閉合，同時輸入指示的發(fā)光二極管亮。
輸入端的一次電路與二次電路之間，采用光電耦合隔離。二次電路帶RC濾波器，以防止由于輸入觸點抖動或從輸入線路串入的電噪聲引起PLC誤動作。 
若在輸入觸點電路串聯二極管，在串聯二極管上的電壓應小于4V。若使用帶發(fā)光二極管的舌簧開關，串聯二極管的數目不能超過兩只。 
另外，輸入接線還應特別注意以下幾點： 
（1）輸入接線一般不要超過30m。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。 
（2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。 
（3）可編程控制器所能接受的脈沖信號的寬度，應大于掃描周期的時間。

2.6 輸出接線
（1）可編程控制器有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出3種形式。 
（2）輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。當PLC的輸出繼電器或晶閘管動作時，同一號碼的兩個輸出端接通。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。 
（3）由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負載短路，將燒毀印制電路板，因此，應用熔絲保護輸出元件。 
（4）采用繼電器輸出時，承受的電感性負載大小影響到繼電器的工作壽命，因此繼電器工作壽命要求長。 
（5）PLC的輸出負載可能產生噪聲干擾，因此要采取措施加以控制。 
此外，對于能使用戶造成傷害的危險負載，除了在控制程序中加以考慮之外，還應設計外部緊急停車電路，使得可編程控制器發(fā)生故障時，能將引起傷害的負載電源切斷。 
交流輸出線和直流輸出線不要用同一本電纜，輸出線應盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。

3 結語

PLC以其顯著的優(yōu)點而廣泛用于工業(yè)控制，其實際應用涉及的問題很多，本文只是就其現場安裝和維護問題提出了一些注意事項，供從事PLC設計及應用人員參考。